The reflectance behaviour of gold at temperatures up to 500°C

Summary Reflectance spectra for gold have been determined at temperatures of 25°, 300°, and 500°C between 400 and 700 nm. The extremely steep dispersion curve is significantly flattened by the increase of temperature (higher reflectances in the short wavelengths range, lower reflectances in the middle part of the spectrum and in the long wavelengths range, no temperature dependent reflectances at c. 500 nm). This temperature dependent shifting of the spectral reflectance curve is a reversible process.

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Das Reflexionsverhalten von Gold bei Temperaturen bis zu 500°C

Zusammenfassung Die Reflexionsspektren von Gold wurden bei Temperaturen von 25°, 300° und 500°C zwischen 400 und 700 nm bestimmt. Die außerordentlich steile Dispersonskurve verflacht mit steigender Temperatur (höhere Reflexion im kurzwelligen Spektralbereich, niedrigere Reflexion im mittleren und langwelligen Spektralbereich, temperaturunabhängige Reflexion bei etwa 500 nm). Die temperaturabhängige Änderung des Kurvenverlaufs ist ein umkehrbarer Vorgang.

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With 2 Figures     

A simple,fully-automated system for ore mineral identification

Summary A simple system for the measurement of spectral reflectance has been developed specifically for ore mineral identification. It includes a monochromatizing device consisting of 16 narrow-band homogeneous interference-filters, contained in a steel slide. These filters, which provide peak-wavelengths from 400 to 700 nm are moved into the light-path of the microscope under computer control. The measured reflectance spectra are automatically identified by comparison with a large number of stored reference curves.

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Ein einfaches, automatisches System zur Erzmineral-Bestimmung

Zusammenfassung Es wird ein einfaches, für die speziellen Zwecke der Erzmineraldiagnose zugeschnittenes Meß- und Auswertungssystem für spektrale Reflexionsmessungen beschrieben. Als Monochromator werden dabei 16 homogene Interferenzfilter mit Peak-Wellenlängen von 400 bis 700 nm in Schritten von 20 nm benutzt, die computergesteuert in den Lichtweg des Mikroskops geschoben werden. Die erhaltenen Reflexionsspektren können anhand einer großen Anzahl gespeicherter Referenzkurven automatisch identifiziert werden.

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With 3 Figures

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Contribution to the Ore Mineralogy Symposium (IMA/COM) at the 14th General Meeting of the International Mineralogical Association, at Stanford, California, in July, 1986.     

A reflected light investigation of nickeline,breithauptite and millerite

Summary The aim of this paper is to compare the optical behaviour of three uniaxial opaque minerals containing nickel as the sole necessary cation, namely, nickeline (NiAs), breithauptite (NiSb), and millerite (-NiS). Their reflectances have been measured in air and in oil between 400 and 700 nm. Since all three sets of curves indicate that calculations of refraction indices and absorption indices may be made with small errors only, these calculations have been made. It is found that within a great part of the visible spectrum the maximum absorption indices occur for vibrations perpendicular to the shortest Ni–Ni distance.

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Auflichtuntersuchungen von Nickelin, Breithauptit und Millerit

Zusammenfassung In der vorliegenden Arbeit werden die optischen Eigenschaften dreier einachsiger opaker Minerale, die Nickel als einziges Kation enthalten, verglichen—nämlich Nickelin (NiAs), Breithauptit (NiSb) und Millerit (-NiS). Ihr Reflexionsvermögen wurde in Luft und in Öl zwischen 400 und 700 nm gemessen. Die ermittelten Reflexionskurven dieser drei Minerale erlauben die Berechnung der Brechungsindizes und der Absorptionskonstanten mit relativ kleinen Fehlern. Es zeigt sich, daß innerhalb eines Großteils des sichtbaren Spektrums die maximalen Absorptionskonstanten für Schwingungsrichtungen senkrecht zu den kürzesten Ni–Ni Abständen auftreten.

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With 3 Figures     

Geothermobarometry of Al2SiO5-bearing metapelites in the western Austroalpine Ötztal-basement

Summary The dominant amphibolite-facies Variscan event in the Austroalpine Ötztal basement can best be studied in the northwestern part of the Ötztal block. Further to the southeast it is overprinted by Alpine metamorphism. Metapelites with the assemblage garnet-staurolite-kyanite-sillimanite±andalusite-biotite-muscovite-plagioclase were used to reconstruct pressure and temperature conditions with exchange thermometry, net transfer equilibria and multi-equilibrium methods. Assuming kyanite as equilibrium Al₂SiO₅ polymorph, conditions of 570–640°C and 5.8–7.5kbar are derived using garnet rim compositions. Typical nonequilibrium textures are (1) continuous chemical zoning of garnets, (2) inclusions of kyanite and fibrolite in andalusite porphyroblasts and (3) the spectacular replacement of garnet by fibrolite and biotite. The latter two textures were used to decipher the retrograde part of the P-T path. Application of the differential thermodynamics approach (Gibbs method) indicates prograde garnet growth during pressure release. Addition of CaO to the KFASH-system allows the garnet breakdown within the staurolite stability field and its quantification, using the quartz-garnet-aluminosilicate-muscovite geothermobarometer, revealed temperatures of 530–630°C and 3.5–5.7kbar. Andalusite formation is thought to constrain the final stage of the P-T path. Textural and chemical data clearly indicate a continuous pre-Alpine metamorphic evolution.

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Geothermobarometrie in Al₂SiO₅ führenden Metapeliten des westlichen Ötztal Kristallins

Zusammenfassung Die dominierende variszische Metamorphose im ostalpinen Ötztal Kristallin kann aufgrund der Zunahme der alpidischen Überprägung nach Südosten am besten im nordwestlichen Teil des Ötztal Kristallins untersucht werden. Die Metamorphosebedingungen wurden in den Metapeliten anhand der Paragenese Granat-Staurolith-Kyanit-Sillimanit±Andalusit-Biotit-Muskovit-Plagioklas mit Hilfe von Kationenaustauschthermometrie, kontinuierlichen Mineralreaktionen und der Berechnung aller formulierbaren Mineral-Gleichgewichte durchgeführt. Mit der Annahme von Kyanit als Teil der Gleichgewichtsparagenese wurden Temperaturen von 570–640°C und Drucke von 5.8–7.5kbar für die Granatränder ermittelt. Folgende Ungleichgewichtsphänomene wurden zur Belegung des Metamorphosepfades herangezogen: (1) Kontinuierlicher Granatzonarbau (2) Andalusitporphyroblasten mit Kyanit-und Fibrolitheinschlüssen und (3) die Reaktion von Granat zu Biotit und Fibrolith Pseudomorphosen. Die Anwendung der Gibbs-Methode lässt Rückschlüsse auf ein progrades Granatwachstum bei fallenden Drücken und steigenden Temperaturen zu. Die Erweiterung des KFASH-Systems mit CaO ermöglicht den Granatzerfall noch im Stabilitätsfeld von Staurolith und die Anwendung des Granat-Muskovit-Aluminiumsilikat-Quarz Geothermobarometers belegt den Granatzerfall bei 530–630°C und 3.5–5.7kbar. Die Andalusitkristallisation wird als letztes Stadium des Druck-Temperatur Pfades angenommen. Texturelle und chemische Untersuchungen lassen den Schluss auf eine einphasige variszische Metamorphose zu.

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With 9 Figures     

Mineralogy of the Permian laterite of Northwestern Iran

Summary Laterite horizons of Permian age in NW Iran contain diagenetic and low grade metamorphic minerals. Chloritoid is ubiquitous in the metamorphic mineral assemblages. The chemical compositions of three meta-laterites satisfy the conditions for the formation of chloritoid. The comparison of the metamorphic mineral assemblages with experimental data indicates an equilibration temperature not exceeding 375–400°C.

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Zur Mineralogie permischer Laterite in Nordwest-Iran

Zusammenfassung Permische Laterithorizonte in Nordwest-Iran enthalten diagenetische und schwach metamorphe Minerale. Chloritoid kommt in den metamorphen Mineralparagenesen überall vor Die chemischen Zusammensetzungen dreier Metalaterite erfüllen die Bedingungen für die Bildung von Chloritoid. Der Vergleich der metamorphen Mineralvergesellschaftungen mit experimentellen Daten weist auf eine Gleichgewichtseinstellung bei einer Temperatur von nicht über 375–400°C hin.

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With 2 Figures     

Platinum-group minerals from the Troodos ophiolite,Cyprus

Summary Platinum-group minerals have been identified in chromitites from the Troodos ophiolitic complex of Cyprus. The host chromitites occur as podiform bodies within the basal harzburgite of the ophiolite, as occasional discontinuous layers in the dunites at the base of the overlying cumulate sequence and rarely as minor schlieren in clinopyroxene dunites at higher levels. Podiform chromitites are generally highly deformed and frequently brecciated while those from the cumulate sequence are well-preserved and display cumulate textures. Chromite grains from bodies at all levels host a broad and mineralogically complex assemblage of inclusions including silicates, platinum-group minerals, base metal sulphides and fluid inclusions, all of which have been studied in detail. The platinum-group minerals (PGM) and base metal sulphides (BMS), which are described here, are modally much less abundant than the silicate inclusions and generally small in size (< 50 µm). PGM comprise sulphides and alloys and are dominated by laurite (RuS₂). Other sulphides are Ru-poor. Alloys include iridosmine, osmian ruthenium and Ru-Fe alloys. Two generations of PGM are believed to be present, the first having been trapped during chromite formation, the second (including most of the alloys) having been formed during serpentinization. The base metal sulphides include common small Ni-Fe sulphides, sometimes associated with silicate inclusions, and larger Cu-rich inclusions, some of which are almost pure chalcopyrite. The origin of the latter is of genetic significance.

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Minerale der Platin-Gruppe aus denn Troodos-Ophiolith, Zypern

Zusammenfassung Minerale der Platin-Gruppe wurden in verschiedenen Chromititen des Troodos Ophiolithes, Zypern, nachgewiesen. Die Chromitite kommen als podiforme Körper in den basalen Harzburgiten, als gelegentlich unregelmäßige Lagen in den Duniten an der Basis der Kumulat-Abfolge, und selten als Schlieren in den Klinopyroxen-Duniten in höheren Bereichen vor. Podiforme Chromitite sind im allgemeinen intensiv deformiert und häufig brekziiert, während jene aus der Kumulat-Abfolge gut erhalten sind und Kumulat-Texturen zeigen. In Chromiten aus allen Niveaus des Ophiolithes kommt eine umfangreiche, und mineralogisch komplexe Assoziation von Einschlüssen vor; diese umfassen Silikate, Platingruppen-Minerale, Buntmetallsulfide und FlüssigkeitsEinschlüsse. Die Platingruppen-Minerale (PGM) und Buntmetallsulfide (BMS) die hier beschrieben werden, sind modal weniger verbreitet als die Silikateinschlüsse, und sind meist sehr feinkörnig ( < 50 µm). Die PGM umfassen Sulfide, einerseits dominiert von Laurit (RuS₂), aber auch Ruthenium-arme Sulfide, und Legierungen, bestehend aus Iridosmin, Osmium-führendes Ruthenium und Ruthenium-Eisenlegierungen. Die PGM können zwei Generationen zugeordnet werden. Die erste wurde während der Bildung der Chromite eingeschlossen, die zweite (und hierzu gehören die meisten Legierungen) wurden während der Serpentinisierung gebildet. Die Buntmetallsulfide unfassen die bekannten Nickel-Eisen-Sulfide, die manchmal mit Silikateinschlüssen vergesellschaftet sind, und größere Kupfer-reiche Einschlüsse, die zum Teil reiner Kupferkies sind. Die Entstehung dieser Einschlüsse ist von Bedeutung für die Genese.

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With 13 Figures     

Studies of unconsolidated sediments

Zusammenfassung Die Technik der Imprägnierung locker gefügter Sedimente mit Kunststoffen zur Herstellung orientierter Dünnschliffe für Gefügestudien wird beschrieben. Die Orientierung des Quarzgefüges von durch Wind- und Wasserwirkung gebildeten Rippelmarken wurde in dieser Weise untersucht und verglichen. Die durch Wasserströmungen gebildeten Rippel zeigen einen höheren Grad und einen etwas anderen Gesamtcharakter der Regelung. Die Unterschiede in der Größenverteilung der Quarzkörner in den beiden Arten von Rippelmarken gehen klar aus Mikrophotographien hervor.

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With 6 figures     

Petrology of clinopyroxenite ejecta from Somma-Vesuvius and their genetic implications

Summary A suite of clinopyroxenite nodules, megacrysis and associated lavas from Somma-Vesuvius, Italy, has been investigated to establish its possible genetic relationships with the leucitebearing lavas of the Roman Region. The clinopyroxenites are essentially composed of clinopyroxene + mica and subordinate olivine, plagioclase, spinels, apatite and glass. The megacrysts are clinopyroxene fragments. The associated lavas are leucite-tephrites and a tephritic leucitite.The mineralogy of the clinopyroxenites is distinctive but gradational to that of the Somma-Vesuvius lavas and reflects subvolcanic crystallization of a silica-undersaturated, mafic magma. The megacrystic clinopyroxene is probably related to the clinopyroxenites.The chemical composition of the clinopyroxenites shows strong affinites to that of the Somma-Vesuvius lavas and corresponds to leucite basanite compositions. Interstitial glass in the clinopyroxenites represents a residual liquid from clinopyroxenite crystallization. This glass approaches the chemical composition of the Somma tephrites.The experimental melting of two clinopyroxenites at 1 atm demonstrates that the essential assemblage of the Somma-Vesuvius lava, leucite + clinopyroxene, may develop from basanite compositions where olivine disappears by reaction with the liquid to form clinopyroxene. It is concluded that the clinopyroxenites represent basanitic magma crystallized at depth and that the Somma-Vesuvius leucite-bearing lavas are potential derivatives of this magma.

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Petrologie von Klinopyroxenit-Auswürflingen von Somma-Vesuv und ihre genetische Bedeutung

Zusammenfassung Leucit-Tephrite und tephritische Leucitite der Romana enthalten Klinopyroxenit-Einschlüsse sowie Kristalle von Klinopyroxen, Glimmer, und untergeordnet Olivin, Plagioklas, Spinell, Apatit und Glas. Die genetischen Beziehungen zwischen Laven und Einschlüssen wurden an Hand der Ergebnisse petrologischer und geochemischer Untersuchungen überprüft.Die Mineralogie der Klinopyroxenite kann mit der der Somma-Vesuv-Laven korreliert werden und weist auf subvulkanische Kristallisation eines Si-untersättigten, mafischen Magmas hin.Die chemische Zusammensetzung der Klinopyroxenite zeigt deutliche Beziehungen zu den Laven von Somma-Vesuv und entspricht einem leucit-basanitischen Typ. Restschmelze der Klinopyroxenit-Kristallisation ist als Glas auf der Intergranulare erhalten. Die Zusammensetzung dieser Gläser ähnelt der von Somma-Tephriten.Schmelzversuche an zwei Klinopyroxeniten bei 1 atm zeigen, daß die wichtigste Mineralassoziation der Somma-Vesuv-Laven, Leucit und Klinopyroxen, aus einer basanitischen Zusammensetzung abzuleiten sind. Olivin verschwindet dabei durch Reaktion mit der Schmelze und Klinopyroxen wird gebildet. Die Untersuchungen lassen erkennen, daß die Klinopyroxenite Kristallisationsprodukte in der Tiefe erstarrter basanitischer Magmen sind, und daß die leucitführenden Magmen von Somma-Vesuv als mögliche Abkömmlinge dieser Magmen zu sehen sind.

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With 3 Figures     

Synthesis of Pt- and Pd-sulphides in low temperature (85°C) solutions buffered by clay minerals and graphite: Preliminary results

Summary Some recent investigations of black shales reveal platinum-group element (PGE) concentrations in the ppm range. The low temperature nature of these mineralized sediments and their composition stimulated this first attempt to synthesize Pt- and Pd-phases in solutions at temperatures below 100°C under reducing conditions with H₂S flow through the solution. Experiments under controlled Eh-pH with montmorillonite presaturated in Pd and Pt in different chloride solutions resulted in the formation of Pt- and Pd-sulphides. PtS- and PdS-stability fields are very close to each other in Eh-pH values (400mV, 9). These data are in good agreement with those determined for some base metal sulphides synthesized at similar temperature by other researchers.The results may support the role of clay minerals as possible concentrators for PGE in the sedimentary environment.

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Synthese von Pt- und Pd-Sulfiden in gepufferten und mit Tonmineralen gesättigten Tieftemperaturlösungen (85°C)

Zusammenfassung Neuere Untersuchungen der Schwarzschiefer ergeben Konzentrationen an Platingruppenelementen (PGE) in ppm-Bereich. Niedrigtemperatur-Bedingungen und die Zusammensetzung der mineralisierten Sedimente gaben den Anlaß zur erstmaligen Synthese von Pt- und Pd-Phasen in H₂S-haltigen reduzierenden Lösungen bei Temperaturen unterhalb von 100°C. Bei Experimenten, die unter kontrollierten Eh-pH-Werten in unterschiedlichen Lösungen mit an Pd und Pt vorgesättigtem Montmorillonit durch-geführt wurden, konnte die Ausfällung von Pt- und Pd-Sulfiden nachgewiesen werden. Die Stabilitätsfelder der gebildeten PtS und PdS liegen nahe beieinander, bei Eh = 400 mV und pH = 9. Diese Bedingungen sind in Übereinstimmung mit den von anderen Autoren für einige Buntmetallsulfide bestimmten Daten unter ähnlichen Temperaturen.Die gewonnenen Ergebnisse bekräftigen die Rolle von Tonmineralen beim Absatz von PGE in sedimentärem Milieu.

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With 3 Figures     

Thermoluminescence and radioluminescence in aragonite

Summary Thermoluminescence (TL) and radioluminescence (RL) wavelength spectra of aragonite have been investigated. Despite the different origin of the samples used, a number of common luminescence features emerges. The spectra for TL peaks appearing near 50, 70 and 170 K are identical with a prominent and broad band centered near 400 nm. In the case of TL peaks appearing at about 350, 380, 420 and 455 K, the onset of new emission bands is due to the characteristic emission of some cation impurities (i.e., Mn²⁺, Pb²⁺). Below 200 K, all emission bands encountered for a given TL peak are also present in the RL spectrum obtained at the temperature of the glow peak. The electron-hole recombination mechanisms involved in aragonite appear to be related with those found in rhombohedric carbonates.

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Thermolumineszenz und Radiolumineszenz in Aragonit

Zusammenfassung Wellenlängen-Spektra der Thermolumineszenz (TL) and der Radiolumineszenz (RL) von Aragonit wurden untersucht. Trotz des unterschiedlichen Ursprungs der verwen-deten Proben zeigte die Lumineszenz eine Reihe gemeinsamer Züge. Die bei ungefähr 50, 70 und 170 K auftretenden TL-Spektra sind ident und zeigen eine dominierende und breite Bande mit Zentrum bei ca. 400 nm. Die TL-Maxima, die bei ungefähr 350, 380, 420 und 250 K auftreten, gehören zu Spektren, deren wesentliche Züge Kationen-Verunreinigungen wie Mn²⁺ und Pb²⁺ zugeordnet werden können. Die TL- und RL-Spektra sind ident, wenn die Temperatur des Kristalls kleiner als 200 K ist. Die Elektron-Loch Rekombinationsmechanismen in Aragonit scheinen mit jenen in den rhomboedrischen Karbonaten verwandt zu sein.

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Resumen Dos aragonitos de distinta procedencia se han investigado con et fin de analizar espectralmente sus respectivas emisiones de termoluminiscencia (TL) y radioluminiscencia (RL). A pesar de su distinto origen, ambos aragonitos presentan caracteristicas luminiscentes comunes. Los mâximos de TL que aparecen a 50, 70 y 170 K presentan espectros idénticos. Su principal caracteristica común es la presencia de una prominente y ancha banda cuyo máximo se situa cerca de 400 nm. Los máximos de TL que aparecen alrededor de 350, 380, 420 y 450 K presentan espectros cuya principal caracteristica es la de contener bandas asignables a iones-impureza tales como Mn y Pb. Los espectros de TL y RL son coincidentes siempre que la temperatura del cristal sea inferior a 200 K. Los mecanismos de recombination electron-hueco en et aragonito presentan una cierta similitud con los de los carbonatos romboédricos.

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With 6 figures     

Pumpellyite-actinolite and greenschist facies metamorphism in lesvos island (Greece)

Summary The southern part of Lesvos island consists of a Late Palaeozoic-Triassic marble-phyllite series with intercalations of mafic metavolcanics which exhibit mineralogies of the pumpellyite-actinolite and greenschist facies. Pumpellyite is developed best in the metabasalts of the south-eastern part and towards the northwestern part of the terrain it gives way to actinolite and/or epidote bearing assemblages. Local variations in CO₂ are suggested to explain the extensive distribution of chlorite-calcite instead of the Ca–Al-silicate bearing assemblages diagnostic of subgreenschist facies metamorphism.The mineral assemblages observed and the comparison of the compositions of co-existing phases with the compositions of minerals from other low-grade metamorphic areas, indicate metamorphism at temperatures in the order of 270–360°C and pressures little lower than 5 kb.

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Pumpellyit-Aktinolith und Grünschiefer-Fazies-Metamorphose auf der Insel Lesbos (Griechenland)

Zusammenfassung Der südliche Teil der Insel Lesbos besteht aus einer Serie von jungpaläozoischen-triassischen Schichten von Marmor und Phylliten mit Einlagerungen von basischen Metavulkaniten, deren Mineralogie beweist, daß sie zu den Pumpellyit-Aktinolith- und Grünschiefern-Fazien gehören.Der Pumpellyit entwickelt sich besser in den Metabasalten des südöstlichen Teils. Gegen Nordwesten zu wird er durch Paragenesen ersetzt, welche Aktinolith oder Aktinolith mit Epidot oder nur Epidot aufweisen. Örtliche Unterschiede im CO₂-Wert erklären, wie angenommen wird, die verbreitete Verteilung der Chlorit-Calzit-Paragenese anstelle der für Sub-Grünschiefer-Fazies charakteristischen Ca–Al-Silikat-Paragenesen.Die Mineralparagenesen, die beobachtet wurden, und der Vergleich der Zusammensetzung der koexistierenden Phasen mit der Zusammensetzung der Mineralien aus anderen Gebieten mit niedrigem Metamorphose-Grad zeigt, daß die Metamorphose hier bei Temperaturen von 270°C bis 360°C und bei einem Druck von etwas weniger als 5 kb stattgefunden hat.

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With 4 Figures     

Plagioclase morphologies in assimilation experiments. Implications for disequilibrium melting in the generation of granodiorite rocks

Summary Assimilation experiments have been performed using a crustal contaminant and several basaltic compositions in order to study the morphologies of plagioclase crystals produced in the course of the assimilation reactions. A Crd-Bt anatectic gneiss was used as a crustal contaminant. Both a synthetic basaltic glass, with the composition of a high-Al ocean tholeiite, and a natural Hb gabbro were used as basaltic compositions. Experiments were carried out at temperatures in the range 900–1100 °C and at pressures of 4, 5 and 10 kbar. Plagioclase crystals with skeletal and honeycomb morphologies are produced in the assimilation experiments. These morphologies result from destabilisation of the crystal-melt interface caused by the disequilibrium production of a Ca-rich melt. The production of the Ca-rich metastable melt is the result of reaction between two compositionally dissimilar systems, pelite and basalt. This interpretation, based on the kinetics of plagioclase and melt production, may be applied to granodiorite rocks characterised by plagioclase with Ca-rich, skeletal cores.

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Zusammenfassung Plagioklas-Morphologie und Assimilations-Experimente: Die Bedeutung von Ungleichgewichts-Schmelzvorg?ngen bei der Entstehung von Granodioriten Assimilations-Experimente mit einer krustalen Komponente und verschiedenen basaltischen Zusammensetzungen wurden durchgeführt, um die Morphologien von Plagioklas-Kristallen, die im Laufe von Assimilations-Reaktionen entstehen, zu studieren. Ein CRD-PT anatektischer Gneis wurde als krustale Beimengung benützt. Ein synthetisches basaltisches Glas mit der Zusammensetzung eines Al-reichen ozeanischen Tholeiites und ein natürlicher Hb-Gabbro wurden als basaltische Zusammensetzungen verwendet. Die Experimente wurden bei Temperaturen zwischen 900 und 1.100° und bei Drucken von 4, 5 und 10 kb durchgeführt. Plagioklas-Kristalle mit skelettartigen und Bienenwaben-f?rmigen Morphologien entstehen bei den Assimilations-Experimenten. Diese Morphologien sind das Ergebnis der Destabilisation der Kristall-Schmelze-Kontaktfl?che, die durch die Entstehung einer im Ungleichgewicht befindlichen Ca-reichen Schmelze gef?rdert wird. Die Entstehung von Ca-reichen metastabilen Schmelzen geht auf die Reaktion zwischen zwei in der Zusammensetzung verschiedenen Systemen, Pelit und Basalt, zurück. Diese Interpretation, die auf der Kinetik von Plagioklas und Schmelz-Entstehung basiert, kann auf granodioritische Gesteine angewendet werden, die durch Plagioklasse mit Ca-reichen, skelettf?rmigen Kernen gekennzeichnet sind.

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Received December 7, 1999; revised version accepted April 14, 2000     

Investigation of bauxites with the help of electron-probe

Summary 25 representative karstic and lateritic bauxite samples from Europe, Asia and Africa were studied by a JEOL-JXA-5 electron-probe X-ray microanalyser. The main directions of the investigation were: determination of the microtextures and the distribution of the main elements in bauxite (Al, Fe, Ti, Si). Conclusions on the genesis of the textural constitution and on bauxitization are given. Further possibilities of using the electron-probe in solving different problems connected with bauxites are enumerated.

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Bauxit-Untersuchungen mit der Elektronstrahl-Mikrosonde

Zusammenfassung Es wurden 25 typische Karst- und Lateritbauxite aus Europa, Asien und Afrika mit Hilfe einer JEOL-JXA-5 Elektronstrahl-Mikrosonde untersucht. Die Hauptrichtungen der Untersuchung waren die Bestimmung der Mikrostruktur und die Verteilung der Hauptelemente in den Bauxiten (Al, Fe, Ti, Si). Es wurden mehrere Schlüsse bezüglich der Entwicklung der Strukturelemente und der Bauxitbildung gezogen. Weitere Anwendungs-möglichkeiten zur Lösung verschiedener Bauxit-Probleme werden angegeben.

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With 30 Figures     

The fluid phase in eclogites,glaucophane-bearing rocks and amphibolites from the central tauern window as deduced from fluid inclusion studies

Summary Fluid inclusions in rock forming quartz and in quartz from veins and Alpine fissures from eclogites and glaucophane bearing rocks of the southern Grossvenediger area as well as from amphibolitized eclogites and calcareous mica schists from the Grossglockner area (Austria) have been studied by microthermometry. The oldest fluid inclusions in the eclogites contain only CO₂ and are characterized by a very high density up to 1.15 g/cm³. From eclogite forming temperatures in the range of 500 to 550°C a trapping pressure of about 8 kb results for these inclusions. This pressure is in good agreement with that derived from the eclogite-forming mineral reactions. The amphibolites formed by retrogressive metamorphism from the eclogites show fluid inclusions containing H₂O and CO₂, the densities of the CO₂ being much lower compared to those of the fluid inclusions from the unaltered eclogites.

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Die fluide Phase in den Eklogiten, den glaukophanführenden Gesteinen und den Amphiboliten des zentralen Tauernfensters abgeleitet aus der Untersuchung der Flüssigkeitseinschlüsse

Zusammenfassung Es wurden die Flüssigkeitseinschlüsse von Gesteins- und Kluftquarzen aus den Eklogiten und glaukophanführenden Gesteinen des südlichen Großvenedigergebietes und aus Granatamphiboliten und Kalkglimmerschiefern aus dem Bereich des Großglockners (Österreich) mikrothermometrisch untersucht.Die ältesten Flüssigkeitseinschlüsse der Eklogite bestehen nur aus CO₂ mit einer sehr hohen Dichte bis 1.15 g/cm³. Aus dieser Dichte und den Temperaturen der eklogitbildenden Mineralreaktionen kann für diese nur CO₂ enthaltenden Einschlüsse ein Einschließungsdruck von etwa 8 kb errechnet werden, der mit den aus den Mineralreaktionen in den Eklogiten abgeleiteten Druckwerten übereinstimmt.Die aus Eklogiten durch Diaphtorese hervorgegangenen Amphibolite aus dem Gebiet des Großglockners enthalten keine CO₂-Einschlüsse hoher Dichte mehr. Es treten dort ausschließlich CO₂- und H₂O-führende Einschlüsse auf. Das CO₂ dieser Einschlüsse hat eine deutlich niedrigere Dichte als das CO₂ der Einschlüsse in den Eklogiten.

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With 2 Figures     

Die Bildungsbedingungen von alpinotypem Eklogitamphibolit und Metagabbro,erläutert and Gesteinen der Koralpe,Steiermark

Zusammenfassung Eklogitamphibolite und Metagabbros, die in dem mächtigen Gneis- und Schieferkomplex der Koralpe, westliche Steiermark, auftreten, haben mit großer Wahrscheinlichkeit gemeinsam mit den sie umgebenden Gesteinen unter den Bedingungen 8–10 Kb und 500 bis 600°C ihre Prägung erfahren. Der Übergang von Gabbro zu Metagabbro ist im Handstückbereich zu verfolgen.Die einzelnen Mineralphasen wurden im Detail auf ihre chemischen und physikalischen Eigenschaften untersucht, so daß ein ausgebreiteter Vergleich mit dem reichlichen statistischen Material der Literatur möglich ist. Hier machen es die Verteilungsquotienten einzelner Elemente sehr wahrscheinlich, daß zumindest im Eklogitamphibolit das Gleichgewicht erreicht ist. Eine ebenfalls detaillierte Untersuchung der Gesteinschemismen macht eine Aussage über die Vorgänge bei der Umwandlung von Gabbro zu Metagabbro möglich, die schrittweise im Dünnschliff beobachtet werden kann. Diese Umwandlung verläuft wesentlich isochemisch und ist durch den Zutritt von Wasser bei den angeführten Drucken und Temperaturen bestimmt.Dadruch erscheint es sinnvoll, das bekannte ACF-Diagramm der wasserfreien Eklogite durch Einführung wasserhältiger Phasen um den Parameter H₂O zu erweitern. Die sich so ergebenden Teiltetraeder erklären die beobachteten Gesteinsparagenesen der Eklogitamphibolite und der Metagabbros. Ferner ist es damit auch möglich, die alpine Eklogitfazies oder Hornblendeklogitfazies zu deuten.

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Conditions of formation of alpinotype eclogiteamphibolite and metagabbro, illustrated by rocks from the Koralpe, Styria

Summary Amphibole-bearing eclogites and metagabbros appearing in the widespread highly metamorphic complex of gneisses and micaschists very probably have been formed, together with the surrounding rocks, at pressures from 8–10 Kb and temperatures of 500–600°C. The transition from gabbro to metagabbro can occasionally be observed within a range of a few centimeters.Chemical and physical properties of the individual mineral phases were investigated in detail and the results presented so that a comparison with ample statistical data already published can be made. The distribution quotients of some elements make it probable for the components of amphibole-bearing eclogite at least to have reached equilbrium. A detailed study of the chemical composition of the rocks makes the changes from gabbro to metagabbro understandable. The stages of this transformation can be studied in thin sections. The transformation is isochemical and governed by water entering under the above mentioned conditions of pressure and temperature.Therefore, with the addition of water-containing mineral phases it is logical to extend the generally known ACF-diagramm of waterfree eclogite by the parameter H₂O. Partial tetrahedrons in the system A–C–F–H₂O then explain the observed combinations of minerals in amphibole-bearing ecologites and in metagabbros. Thus an interpretation of the so called alpine eclogite—facies or hornblendeeclogite facies becomes possible.

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Mit 15 Abbildungen     

Spurenelementgehalte und Entstehung von Fluoritmineralisationen in den Gutensteiner Schichten (Anis—Mitteltrias), Nördliche Kalkalpen, Österreich

Zusammenfassung Fluoritmineralisationen in Klüften von Gutensteiner Schichten (Anis—Mitteltrias) treten in tektonisch beanspruchten Zonen in der Nähe von Evaporiten auf. Die Spurenelementgehalte, inklusive der Seltenerdelemente (SEE), der Fluorite, der begleitenden Calcite und ihrer Trägergesteine (dolomitische Kalke) wurden mittels Neutronenaktivierungsanalyse (NAA) bestimmt. Na- und Cl-Gehalte wurden mittels Kurzzeit-NAA erhalten. In Fluoriten mit hohen Na- und Cl-Gehalten wurden mikroskopisch dreiphasige Einschlüsse festgestellt und mittels spezifischer Absorptionsbande im IR-Spektrum charakterisiert. Sowohl die geringen Gehalte an Spurenelementen, besonders an SEE, als auch das Verteilungsmuster der SEE deuten auf Bildungsbedingungen der Fluorite im sedimentären Bereich hin. Aufgrund der Lösungseinschlüsse in den Fluoriten wird angenommen, daß die Fluorite in den Klüften der Gutensteiner Schichten aus salinaren Lösungen (Nähe von Evaporiten) auskristallisiert sind. Die Herkunft des Fluorites wird aus fluorreichen Partien der Gutensteiner Kalke und/oder Dolomite (fein verteilter Fluorit in bituminösen karbonatischen Sedimenten) hergeleitet.

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Trace-element contents and genesis of fluorite mineralizations in the Gutensteiner Schichten (Anis-Mid-Triassic), Northern Calcareous Alps, Austria

Summary Fluorite-mineralizations in fissures of the Gutenstein Strata (Anis—Mid-Triassic) are located in tectonic zones, near evaporites. The trace-element contents (inclusive REE) of fluorites, calcites and dolomitic limestones have been determinated by neutron activation analysis (NAA). Na- and Cl-contents have been measured by short-time-NAA. In fluorites with high Na- and Cl-contents three-phase inclusions are observed by microscopic study and are characterized by specific IR-spectra. Both the low trace-elements contents, especially in REE, and the distribution patterns of REE suggest an origin of the fluorites in a sedimentary environment. The inclusions in the fluorites suggest that the fluorites in the fissures of the Gutenstein Strata have been deposited from brines; evaporites occur in the immediate vicinity. The origin of fluorites is ascribed to fluorine-rich parts of Gutensteiner Kalk and/or dolomite. Dispersed fluorite occurs in bituminous carbonate sediments.

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Mit 8 Abbildungen

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Herrn Professor Dr.Josef Zemann zum 60. Geburtstag gewidmet.     

Der Stabilitätsbereich des Pyrophyllits unter dem Einfluß von Säuren

Zusammenfassung Die in Teil I dargestellten Ergebnisse der experimentellen Untersuchungen über den Einfluß von Säuren auf den Stabilitätsbereich von Pyrophyllit werden in Teil II auf natürliche Paragenesen angewandt. In offenen Systemen ist im allgemeinen mit Assoziationen von zwei festen Phasen (z.B. Quarz + 1 Al-Silikat) zu rechnen, während in geschlossenen Systemen meistens Assoziationen von drei festen Phasen vorliegen werden (z.B. Quarz + 2 Al-Silikate). Mit wesentlich erhöhten Säurekonzentrationen in der fluiden Phase und starker Erniedrigung der Bildungstemperaturen von Pyrophyllit und Andalusit kann nur bei der Kontaktmetamorphose gerechnet werden, insbesondere dann, wenn gleichzeitig eine hydrothermale Tätigkeit stattfand. Bei der Regionalmetamorphose herrschten im allgemeinen wesentlich geringere Aciditäten; daher werden die Bildungstemperaturen von Pyrophyllit und Andalusit weniger stark herabgesetzt. Besondere Bedeutung haben die experimentellen Ergebnisse für die Genese von Pyrophyllit- und Andalusitlagerstätten; aus der Vielzahl der in der Literatur beschriebenen Vorkommen wurden drei ausgewählt und deren Genese mit Hilfe der Ergebnisse der Experimente diskutiert.

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The results of the experimental investigations of the influence of acids on the stability field of pyrophyllite, put forth in the first part of this paper, have been applied here on natural mineral assemblages. In general, assemblages with two solid phases (e.g. quartz and an aluminium silicate) are expected to occur in open systems, whereas in closed systems, usually three solid phases (quartz and two aluminium silicates) would be present. High acidity of the fluid phase, leading to a strong depression of the lower stability limits of pyrophyllite and andalusite, is liable to be encountered in contact metamorphism, especially when a notable hydrothermal activity was taking place simultaneously. In contradiction to that, the regional metamorphism is commonly characterized by an essentially lower acidity of the fluid phase, so that the temperatures of origin of pyrophyllite and andalusite were but slightly depressed. The results of the present experimental investigations are highly important in discussing the genesis of pyrophyllite and andalusite deposits. This has been demonstrated by applying them to three such cases chosen from the literature.

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Herrn Professor Dr. H. G. F. Winkler danke ich für sein Interesse and dieser Arbeit, für wertvolle Kritik und nützliche Ratschläge sowie für die Erlaubnis, die Experimente in Apparaturen durchzuführen, die ihm von der Deutschen Forschungsgemeinschaft zur Verfügung gestellt wurden.

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I. Mitteilung: Diese Zeitschrift 13, 31–50 (1966).     

Composition of hydrous melts in equilibrium with quartz eclogites

Summary Compositions of the hydrous melts in equilibrium with garnet, omphacitic clinopyroxene and quartz have been investigated experimentally at 28.5 and 35 kbar. They are represented by silica-rich liquids (> 70% SiO₂) with low MgO, FeO and CaO contents. The removal of ca 10–15% of the magma of this composition may be sufficient to convert quartz eclogite formed after subduction of altered MORB into a quartz-free bimineralic eclogite assemblage, which is a common type of xenoliths in kimberlites.At 28.5 kbar the solidus temperature is between 700 and 750° C in the system quartz eclogite—water, and the high pressure amphibole-out boundary lies at ca 25 kbar in accord with the previous studies.

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Die Zusammensetzung wasserhältiger Schmelzen im Gleichgewicht mit Quarz-Eklogiten

Zusammenfassung Um Prozesse zu simulieren, die bei der Subduktion von Ozeanbodenbasalten durch partielle Anatexis im Stabilitätsfeld von Eklogiten ablaufen, wurde die Zusammensetzung wasserhältiger Schmelzen in Gleichgewicht mit Granat, Omphacit und Quarz bei 28.5 und 35 Kbar experimentell untersucht. Diese Schmelzen sind reich an SiO₂ (> 70 Gew%) und arm an Mg0, Fe0 and CaO. Die Extraktion von ca. 10–15% derartiger Schmelzen würde genügen, um quarzführende Eklogite, die durch die Subduktion von alteriertem MORB Material entstanden sind, in quarzfreie bimineralische Eklogite umzuwandeln wie sie häufig als Xenolithe in Kimberliten beobachtet werden.Im System Quarz-Eklogit-Wasser liegt die Solidustemperatur bei 28.5 Kbar zwischen 700 und 750°C. Die obere Stabilitätsgrenze von Amphibol liegt in diesem Temperaturbereich bei ca. 25 Kbar.

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With 1 Figures     

Crystal-chemistry of high-pressure clinopyroxene from spinel lherzolite nodules Mts. Leura and Noorat Suites,Victoria, Australia

Summary The clinopyroxene suites from lherzolite nodules from Mts. Leura and Noorat (Victoria, Australia) have been investigated by X-ray diffraction and electron probe microanalyses (Dal Negro et al., 1984; Cundari et al., 1986).The evolution of the host nodule is shown by general depletion of AlIv, AVI, Ti⁴⁺, Fe²⁺ and enrichment of Si, Mgm,, Fe³⁺, Cr³⁺, Ca, while Na depletion occurs only in the clinopyroxenes from Mt. Noorat. Different mechanisms of cation substitution are thus involved in the two clinopyroxene suites, suggesting different total pressures of equilibration in the stability field of spinel.Modifications involving the M1 octahedron are mainly ascribed to variable amounts of trivalent cations, the volume of the M 1 site increasing with decreasing content of trivalent cations in each suite. The differences in M 1 site configuration between the Mt. Leura and Mt. Noorat clinopyroxene suites are ascribed to the different amounts of A1v1 and FeM,.The volume of the T tetrahedral site is generally related to A1Iv in each suite. An increase in T site volume from Mt. Leura to Mt. Noorat clinopyroxenes was found however, due to lengthening of the T-O_brg bond lengths, for similar AIIv contents. The volume of the M2 site, generally related to Ca content, was generally higher in the Noorat clinopyroxenes for similar Ca (and Ca + Na) contents, due to the longer M₂-O₃C₁ bond length, strongly related to Na content. Cell volume is linearly correlated to M 1 volume in each suite, but is definitely higher in the Noorat clinopyroxenes for similar M 1 volume. All the structural data show that the total pressure of equilibration in the Noorat clinopyroxenes was lower than that in the Leura clinopyroxenes, as suggested by chemical data.

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Die Kristallchemie von hochdruck-klinopyroxenen aus spinell-lherzolithknollen von Mt. Leura und Mt. Noorat, Victoria, Australien

Zusammenfassung Die Klinopyroxenparagenesen aus Lherzolitheinschlüssen von Mt. Leura und Mt. Noorat (Victoria, Australien) wurden mittels Röntgendiffraktometrie und Elektronenmikrosonde untersucht (Dal Negro et al., 1984; Cundari et al., 1986). Die Lherzolitheinschlüsse zeigen generell eine Abnahme von Al^IV, Al^VI, Ti⁴⁺, Fe _MI ²⁺ und eine Zunahme von Si, Mgm,, Fe³⁺, Cr³⁺ und Ca. Eine Abnahme von Na tritt nur in Klinopyroxenen von Mt. Noorat auf. Verschiedene Substitutions-Mechanismen der Kationen weisen auf verschiedene Equilibrationsdrucke im Stabilitätsbereich der Spinelle hin und sind daher in den beiden Klinopyroxenserien zu berücksichtigen. Modifikationen in der oktaedrischen M1-Position wurden vor allem dem wechselnden Anteil an dreiwertigen Kationen zugeschrieben, wobei in jeder der beiden Serien das Volumen der Ml-Position mit abnehmenden Gehalten dreiwertiger Kationen zunimmt. Die unterschiedliche Konfiguration der M1-Position der Klinopyroxene von Mt. Leura und Mt. Noorat wird mit unterschiedlichen Gehalten an Al^VI und Fe _MI ²⁺ , in Zusammenhang gebracht.Das Volumen der tetraedrischen T-Position ist normalerweise mit den Gehalten an All^IV in jeder Serie verknüpft. Ein Vergleich der Klinopyroxene von Mt. Leura und Mt. Noorat zeigte jedoch, daß bei gleichen Gehalten an Al^VI das Volumen der tetraedrischen Position infolge einer Aufwertung der T-O_brg.-Bindungen zunimmt. Das Volumen der M2-Position, üblicherweise mit dem Ca-Gehalt korreliert, ist in den Klinopyroxenen von Mt. Noorat bei ähnlichen Ca (und Ca f Na) Gehalten infolge größerer M2--O₃C₁-Abstände größer. Sie stehen also mit den Na-Gehalten in Verbindung.Das Volumen der Elementarzelle korreliert mit dem der M1-Position in jeder Serie; es ist aber in den Klinopyroxenen von Mt. Noorat deutlich höher. Die Ergebnisse der Strukturuntersuchungen zeigen-wie auch die chemischen Daten-, daß die genannten Equilibrationsdrucke für die Klinopyroxene von Mt. Noorat niedriger waren als für die von Mt. Leura.

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With 2 Figures     

Experimental studies on the phase systems Fe-Ni-Pd-S and Fe-Pt-Pd-As-S applied to PGE deposits

Summary In the present paper current results of experimental investigation of the phase system Pd-Fe-Ni-S at 900°C, 725°C, 550°C and 400°C as well as of the phase system Pt-Fe-As-S at 850°C and 470°C are summarized. A preliminary note on the system Pt-Pd-As-S is added. Individual phase assemblages are presented, data on solubility of PGE in base metal sulphides/arsenides or alloys are given and solid solution ranges of important minerals are described as a function of temperature and phase assemblage. The extent and role of sulphide/arsenide melts in these systems are presented together with hints for, and examples of the application of the current experimental results for the explanation of ore-geological processes.

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Bisherige Ergebnisse experimenteller Untersuchungen in den Systemen Fe-Ni-Pd-S und Fe-Pt-Pd-As-S und ihre Bedeutung für Lagerstätten der Platin-Gruppen-Elemente

Zusammenfassung In der vorliegenden Arbeit werden bisherige Ergebnisse experimenteller Untersuchungen in den Phasensystemen Pd-Fe-Ni-S bei 900°C, 725°C, 550°C sowie 400°C, bzw. Pt-Fe-As-S bei 850°C und 470°C zusammengefasst. Vorläufige Anmerkungen zum System Pt-Pd-As-S werden gegeben. Die Phasenbeziehungen und die Löslichkeitsdaten von PGE's in Buntmetall-Sulfiden/Arseniden sowie deren Verbindungen werden präsentiert. Die Mischungsbereiche der wichtigsten Minerale werden als Funktion von Temperatur und Phasenvergesellschaftung diskutiert. Die Rolle von Sulfid/Arsenid Schmelzen in diesen Systemen und Beispiele für die Anwendung dieser experimentellen Ergebnisse zur Erklärung lagerstättenkundlicher Prozesse werden beschrieben.

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With 6 Figures